Imersão em banho de água quente selada a vácuo para a preparação de modelos ósseos anatômicos e cirúrgicos de cadáveres

Summary

O presente protocolo descreve a maceração e limpeza de ossos de cadáveres com uma técnica de imersão em banho de água quente e selada a vácuo. Este é um método de baixo custo, seguro e eficaz para produzir espécimes anatômicos para planejamento cirúrgico e educação médica como uma alternativa aos modelos impressos tridimensionais (3D).

Abstract

Os modelos ósseos servem a muitos propósitos, incluindo a melhoria da compreensão anatômica, o planejamento cirúrgico pré-operatório e a referência intraoperatória. Diversas técnicas para a maceração de tecidos moles têm sido descritas, principalmente para análise forense. Para pesquisa clínica e uso médico, esses métodos foram substituídos por modelos impressos tridimensionais (3D), que exigem equipamentos e conhecimentos substanciais e são caros. Aqui, o osso vertebral de ovinos cadavéricos foi limpo por selagem a vácuo do espécime com detergente comercial para lavar louça, imersão em banho de água quente e, posteriormente, remoção manual do tecido mole. Isso eliminou as desvantagens dos métodos de maceração anteriormente existentes, como a existência de odores desagradáveis, o uso de produtos químicos perigosos, equipamentos substanciais e altos custos. A técnica descrita produziu amostras limpas e secas, mantendo detalhes anatômicos e estrutura para modelar com precisão as estruturas ósseas que podem ser úteis para o planejamento pré-operatório e referência intraoperatória. O método é simples, de baixo custo e eficaz para a preparação de modelos ósseos para educação e planejamento cirúrgico em medicina veterinária e humana.

Introduction

A remoção de tecidos moles e a limpeza de ossos são necessárias para fins forenses, pesquisa médica e biológica e educação veterinária e médica. A maioria das técnicas foi desenvolvida para fins forenses, minimizando os danos ao osso para preservar o máximo de detalhes possível. Isso pode fornecer um modelo ósseo preciso e tangível para o planejamento cirúrgico pré-operatório, bem como para a tomada de decisão intraoperatória para ajudar a minimizar as complicações ^1,2,3. Isso é benéfico na cirurgia, reduzindo os tempos de operação e a perda de sangue e melhorando a comunicação entre os cirurgiões, em comparação com o planejamento com imagens 2D⁴. O uso desses modelos também pode reduzir a dependência de imagens intraoperatórias, como a fluoroscopia, o que pode reduzir a exposição ao pessoal à radiação.

O osso esquelético de cadáveres tem sido historicamente usado para esses modelos; no entanto, os avanços tecnológicos têm empurrado para o uso de modelos fabricados e, mais recentemente, modelos impressos tridimensionais (3D). Os modelos ósseos dependem da disponibilidade de amostras cadavéricas e da eficiência do processamento dessas amostras em modelos utilizáveis. A impressão 3D tem a vantagem da liberdade criativa, permitindo modelos anatômicos e específicos do paciente, especialmente quando anormalidades anatômicas ou neoplasias estão presentes, ou se o hardware precisa ser fabricado ou aumentado para se adequar ao paciente¹. Essas amostras também podem ser esterilizadas e manipuladas por cirurgiões durante um procedimento. No entanto, essa liberdade tem um custo, pois requer tomografia computadorizada (TC), os materiais e equipamentos necessários podem ser caros, e a expertise é essencial para a criação dos modelos no software requerido ^1,4. Além disso, esses fatores podem limitar a precisão e a qualidade do modelo e, consequentemente, o planejamento cirúrgico e o sucesso¹. Os modelos impressos em 3D podem não ser a melhor escolha para os casos em que não há necessidade de anatomia específica do paciente e onde há uma exigência imediata para o modelo.

Métodos comumente aplicados para a remoção de tecidos moles do osso cadavérico incluem limpeza manual, maceração bacteriana, maceração química, cozimento e maceração de insetos ^5,6. O sucesso desses métodos geralmente se baseia no custo, no tempo, na mão de obra, no equipamento, na segurança e na qualidade do produto final ^5,7. A limpeza manual requer mais trabalho e uma quantidade significativa de tempo, mas envolve o mínimo de equipamento⁵. A maceração bacteriana consiste em deixar a amostra em banho-maria fria ou morna por longos períodos de tempo, muitas vezes até 3 semanas, permitindo que as bactérias decomponham o tecido⁶. Isso cria odores desagradáveis, requer equipamentos adicionais para tratar as bactérias e cria um risco à biossegurança para o usuário ^5,6. O uso de besouros dermestídeos é muito eficaz com mão-de-obra mínima, mas requer a aquisição de uma colônia e criação dos animais, não sendo considerado um investimento econômico se utilizado com pouca frequência ^6,7. A maceração química geralmente envolve o uso de enzimas como tripsina, pepsina e papaína, ou detergentes comerciais contendo substâncias como surfactantes e enzimas ^5,8. Embora esse método proporcione resultados mais rápidos, os produtos químicos utilizados, como hidróxido de sódio, amônia, água sanitária e gasolina, podem representar um risco à saúde e à segurança e produzir odores nocivos que requerem equipamentos de proteção individual (EPIs) e exaustor 5,7,8,9. Finalmente, o aquecimento prolongado fornece outro método minimamente intensivo, mas pode produzir odores que requerem ventilação¹⁰.

Um método simples, seguro e de baixo custo para a preparação de modelos anatômicos ósseos forneceria uma ferramenta útil para cirurgiões, estudantes, educadores e pesquisadores. Este artigo descreve um novo método para a preparação de modelos ósseos esqueléticos que evita odores desagradáveis e produtos químicos nocivos e produz um modelo cirúrgico detalhado com o mínimo de equipamento e mão de obra.

Protocol

As espinhas lombares foram colhidas de ovelhas adultas Merino (Ovis aries) de 4 anos de idade, seguindo as diretrizes éticas do Comitê de Ética e Cuidado Animal dos Laboratórios de Pesquisa Cirúrgica e Ortopédica. Seguindo o método institucionalmente aprovado de eutanásia humana, as espinhas lombares foram colhidas usando uma ferramenta de dissecção afiada, primeiro incidindo através da pele e tecidos subcutâneos, seguido de fáscia e musculatura antes da desarticulação nas junções toracolombar e…

Representative Results

Seguindo esse protocolo, foram criados modelos de coluna vertebral lombar de ovinos limpos e secos para planejamento e referência cirúrgica. Amostras constituídas por sete vértebras lombares foram processadas em até 4 dias utilizando este método, com um banho inicial para remover a maior parte do músculo e três banhos subsequentes. A conclusão dos banhos foi indicada pela facilidade com que a cartilagem e o tecido conjuntivo foram removidos do osso. Isso variou com base no tipo e localização da cartilagem; cam…

Discussion

Esta nota técnica tem como objetivo descrever um método simples, seguro e de baixo custo para produzir um modelo anatômico ósseo para o benefício da educação veterinária e médica e para uso na educação anatômica e planejamento cirúrgico.

Testes piloto descobriram que uma temperatura de banho de 70 °C proporcionou o tempo de processamento mais rápido sem causar danos às amostras. Temperaturas mais altas causaram uma extensa quebra de colágeno dentro do osso, resultando em amos…

Materials

Dimension Elite 3D printer	Stratasys, Eden Prairie, MN, United States		3D printer for production of surgical bone models based on reconstructed CT scans
Mimics Innovation Suite	Materialise NV, Leuven, Belgium	Suite 24	Software to create 3D models from imaging scans
Nylon cable ties	4Cabling, Alexandria, NSW, Australia	011.060.1042/011.060.1039	Used to maintain connection between vertebral bodies
Orthopaedic wire	B Braun, Bella Vista, NSW, Australia		Used to maintain connection between vertebral bodies
Support Cleaning Apparatus	Phoenix Analysis and Design Technologies, Tempe, AZ, United States	SCA-1200	Hot water bath for immersion of the sealed sample.
Ultra Strength Original Dishwashing Liquid	Colgate-Palmolive, New York, NY, United States		Dishwashing liquid added to sealed bag with sample for cleaning of the bone model.
Vacuum bags	Pacfood PTY LTD		Heat safe, sealable plastic bags
Vacuum Food sealer	Tempoo (Aust) PTY LTD		Vacuum food sealer to seal vacuum bags prior to bath immersion